Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Kostenorientierte Synthese verschiedener Sensorik für einen sicheren Einsatz von fahrerlosen Schleppern im Indoor- und Outdoor-Betrieb bei Mischverkehr

Ziel des Projektes ist die Erforschung eines Funktionsprinzips, das die Weiterentwicklung eines kostengünstigen FTS für innerbetriebliche Transportaufgaben bei wechselnden Umgebungsbedingungen ermöglicht. Die Ergebnisse des Forschungsvorhabens führen dabei zeitnah zu einem Angebot an einem entsprechenden Fahrzeug. Hierzu wird ein robustes Navigations- und Sicherheitssystem (weiter-)entwickelt. Auch erfolgt eine Auswahl und Anpassung geeigneter Lösungen für die Handlungsfelder Fahrzeug- und Leitsteuerung. Gemeinsam mit den Praxispartnern werden die Ergebnisse an einem Referenz-FTF umgesetzt und das Funktionsprinzip validiert. Die Bestimmung komplementärer Innovationen zur Ausschöpfung des Potenzials der neuen Technologie rundet das Projekt ab.

Der innovative Ansatz des Projektes besteht vor allem in der Entwicklung eines Algorithmus zur Fusionierung der Sensordaten von dGPS, Odometrie und 3D-Laser. Der Schwerpunkt liegt hierbei auf der Schnittstelle zwischen Innen- und Außenbereich, da Laserscanner und dGPS an dieser Stelle keine eindeutigen Positionsinformationen liefern und unter Nutzung weiterer Sensorik, wie z. B. Odometrie, zusammenarbeiten müssen. Ein hierarchisches Vorgehen erscheint zielführend. Zur Lokalisierung im Übergangsbereich von innen nach außen werden die Sensordaten priorisiert, wobei der Odometrie die größte Bedeutung zukommt. Die Algorithmik wird dabei mit Hilfe der Open-Source-Software „Robot Operating System (ROS)“ realisiert.

FTS werden insbesondere für Transporte innerhalb von Hallen eingesetzt. Im Außenbereich finden zumeist LKW, manuell gesteuerte Routenzüge oder Stapler Anwendung. Damit gehen hohe Personalkosten und eine eingeschränkte Kapazität aufgrund von Limitationen durch die Arbeitsgesetzgebung einher. Durch den Einsatz kostengünstiger, aber dennoch sicherer Sensorik in einem Gesamtsystem, das in einem breiten Anwendungsfeld getestet wurde, ist der Weg zur Integration einer entsprechenden Lösung im operativen Bereich von KMU bereitet.

Ergebniszusammenfassung:

Im Rahmen des Forschungsprojektes wurde ein ganzheitliches Konzept für den sicheren Einsatz fahrerloser

Schlepper im hallenübergreifenden Kontext unter Verwendung kosteneffizienter Sensoren erforscht und als

modulares Gesamtsystem exemplarisch umgesetzt. Die einzelnen Domänen einer vollständigen Digitalisierung

der Einsatzumgebung, der übergangslosen Navigation und Ortung sowie der Absicherung fahrerloser Schlepper

greifen dabei zielführend ineinander und lassen sich dennoch modular oder gesamt auf bestehende und neue

Schleppersysteme übertragen. Durch die Verwendung von verfügbaren und dokumentierten Schnittstellen sowie

industrieweit anerkannter Software ist dabei eine Einbindung in Systeme und die Modifikation mit geringem

Aufwand und auch ohne vertieftes Fachwissen möglich.

Die Nutzung von inhärenten Informationen der Einsatzumgebung ermöglicht ein optimales Systemverhalten unter

Berücksichtigung der unterschiedlichen Fähigkeiten von fahrerlosen Schleppern sowie der Sensoren für die

Umgebungsperzeption. Mit der Beachtung der aktuellen Umgebungsbedingungen ergibt sich ebenfalls das

Potential der intelligenten Sensordatenfusion für die Datenquellen der Ortung und Absicherung der Fahrzeuge.

Anwendungsbezogene Normen ermöglichen dabei die Zertifizierung der Fusion der unterschiedlichen Sensoren

als gemeinsames Sicherheitssystem im spezifischen Einsatzszenario.

Die Ergebnisse des Forschungsprojektes lassen sich aufgrund ihres modularen Charakters auf eine Vielzahl von

fahrerlosen Transportfahrzeugen im gemischten Innen- und Außeneinsatz überführen. Primär ermöglichen sie

aber insbesondere bei der Entwicklung fahrerloser Schleppersysteme und der Nachrüstung vormals manuell

geführter Systeme die Gestaltung eines ökonomisch sinnvollen Gesamtsystems für die Realisierung einer

hallenübergreifenden Intralogistik.